Схемы трансиверов прямого преобразования. Трансиверы прямого преобразования: принципы работы, схемы и особенности конструкции

Как работают трансиверы прямого преобразования. Какие преимущества и недостатки у этой архитектуры. Какие схемы используются в трансиверах прямого преобразования. Как правильно сконструировать такой трансивер.

Принцип работы трансивера прямого преобразования

Трансивер прямого преобразования (ТПП) — это радиоустройство, в котором входной высокочастотный сигнал сразу преобразуется в низкочастотный звуковой сигнал без промежуточных частот. Основные особенности ТПП:

• Простота конструкции — минимум каскадов и настроек
• Высокая избирательность при малых габаритах
• Отсутствие зеркального канала приема
• Экономичность — низкое энергопотребление
• Возможность работы на прием и передачу

Принцип работы ТПП основан на смешении входного ВЧ-сигнала с сигналом гетеродина, частота которого равна или близка к частоте принимаемого сигнала. На выходе смесителя выделяется разностная частота, лежащая в звуковом диапазоне.

Преимущества и недостатки трансиверов прямого преобразования

К основным преимуществам ТПП можно отнести:

• Простота и дешевизна конструкции
• Высокая избирательность
• Отсутствие зеркального канала
• Низкое энергопотребление
• Малые габариты

Основные недостатки ТПП:

• Чувствительность к помехам по цепям питания
• Проникновение сигнала гетеродина в антенну
• Сложность подавления мощных помех
• Плохая избирательность по соседнему каналу

Несмотря на недостатки, ТПП остаются популярными среди радиолюбителей благодаря простоте конструкции и хорошим характеристикам при малых габаритах.

Схемотехника трансиверов прямого преобразования

Типовая структурная схема ТПП включает следующие основные блоки:

• Входной усилитель ВЧ
• Смеситель
• Гетеродин
• Усилитель НЧ
• Выходной усилитель мощности

В качестве смесителя чаще всего используются диодные или транзисторные балансные схемы. Гетеродин выполняется на транзисторах или микросхемах-синтезаторах частоты.

Важную роль играет фильтрация сигналов на входе и выходе смесителя. Для этого применяются LC-фильтры, кварцевые и электромеханические фильтры.

Особенности конструкции трансиверов прямого преобразования

При конструировании ТПП необходимо учитывать следующие моменты:

• Тщательное экранирование высокочастотных узлов
• Развязка по питанию каскадов
• Применение малошумящих активных элементов
• Использование фильтров для подавления помех
• Стабилизация частоты гетеродина

Особое внимание следует уделить подавлению проникновения сигнала гетеродина в антенну. Для этого применяется экранирование, фильтрация и симметрирование схемы смесителя.

Примеры схем трансиверов прямого преобразования

Рассмотрим несколько типовых схем ТПП, разработанных радиолюбителями:

КВ трансивер на диапазон 160 м

Схема простого КВ трансивера на диапазон 160 м с выходной мощностью 10 Вт. Особенности:

• Диодный балансный смеситель
• Транзисторный гетеродин
• Активные фильтры в УНЧ
• Выходной каскад на полевых транзисторах

CW трансивер на 10 МГц

Схема телеграфного трансивера на частоту 10 МГц. Основные узлы:

• Входной ПАВ-фильтр
• Смеситель на микросхеме SA612
• Цифровой синтезатор частоты
• Выходной усилитель на IRF510

Настройка и регулировка трансиверов прямого преобразования

При настройке ТПП необходимо выполнить следующие основные операции:

1. Проверка работоспособности всех узлов
2. Настройка входных и выходных контуров
3. Регулировка уровня сигнала гетеродина
4. Подстройка частоты гетеродина
5. Установка рабочей точки активных элементов
6. Проверка и регулировка выходной мощности

Важно обеспечить стабильность частоты гетеродина и минимальный уровень побочных излучений. Для этого применяют термокомпенсацию и экранирование критичных узлов.

Применение трансиверов прямого преобразования

Трансиверы прямого преобразования нашли широкое применение в следующих областях:

• Любительская радиосвязь
• Портативные радиостанции
• Маломощные передатчики
• Радиомаяки
• Учебные конструкции

Простота схемы и хорошие характеристики делают ТПП привлекательными для радиолюбителей. Они позволяют собрать эффективное радиоустройство с минимальными затратами.

Перспективы развития трансиверов прямого преобразования

Несмотря на то, что архитектура прямого преобразования была предложена достаточно давно, она продолжает развиваться. Основные направления совершенствования ТПП:

• Применение цифровых методов обработки сигналов
• Использование программно-определяемого радио (SDR)
• Интеграция узлов на одном кристалле
• Улучшение избирательности и подавления помех
• Повышение выходной мощности

Развитие элементной базы и методов цифровой обработки открывает новые возможности для создания эффективных ТПП с высокими техническими характеристиками.

КВ трансивер прямого преобразования на диапазон 160м (10Вт)

Приведеный ниже трансивер прямого преобразования выполнен по схеме с прямым преобразованием частоты и предназначен для проведения SSB и CW радиосвязи в диапазоне 1,8 МГц.

Отличительной особенностью схемы является применение активных фильтров в УНЧ приемника и микрофонного усилителя, позволяющих улучшить избирательность и уменьшить ширину спектра излучаемого сигнала трансивера.

Для устранения наводок 50 Гц источник питания собран в отдельном корпусе.

Параметры трансивера

• Чувствительность приемного тракта не менее 2 мкВ
• Полоса пропускания приемного тракта по уровню — 3 дб 2,5 кГц
• Подавление нерабочей боковой полосы при приеме и передаче не менее 35 дБ
• Подавление несущей не менее 40 дБ
• Выходная мощность 10 Вт
• Напряжения питания 12 В (стаб.).

Принципиальная схема

В качестве ГПД (VT9) использована схема индуктивной трехточки (рис. 1). Рабочая частота ГПД перестраивается конденсатором С5.2 от 7320 до 7720 кГц. С выхода истокового повторителя (VT10) гетеродинное напряжение поступает на формирователь уровней ТТЛ (VT11, DD1), после чего подается на цифровой фазовращатепь — делитель частоты на 4 (DD2).

Мультиплексор DD3 коммутирует каналы фазовращателя 0 и 90° между собой при переходе с приема на передачу. Гетеродинные сигналы с выходов мультиплексора поступают на движки балансировочных потенциометров (R9, R10) смесителя.

УРЧ трансивера собран на полевом транзисторе VT1. Регулировка усиления РЧ осуществляется переменным резистором R1, изменяющим напряжение смещения на втором затворе транзистора.

Входной контур УРЧ подстраивают конденсатором С5. i в пределах диапазона 160 м. Выходной контур низкодобротный, широкополосный. С него сигнал через катушку связи L3 подается на трансформатор смесителя. Диод VD3 предотвращает шунтирование контура L2, C12 транзистором VT1 при переходе в режим передачи.

Рис. 1. Принципиальная схема КВ трансивера прямого преобразования на диапазон 160м.

В однополосном смесителе в качестве НЧ фазовращателя применена хорошо известная схема на Т-мостовых RLC-звеньях. С выхода однополосного смесителя сигнала через двухзвенный ФНЧ поступает но УНЧ.

В УНЧ после предварительного каскада усиления применен активный фильтр четвертого порядка (DA1), дополнительно повышающий избирательность приемного тракта. В режиме приема CW параллельно регулятору громкости подключается LC-контур. Выходная микросхема УНЧ DA2 работает в облегченном режиме на 100-омную нагрузку.

Микрофонный усилитель передающего тракта также содержит активный фильтр. Выход активного фильтра нагружен на истоковый повторитель (VT8). Функция диода VD11 аналогично функции VD3. Для режима CW в передающем тракте использован отдельный тональный генератор (VT5). При передаче звуковой сигнал с выхода микрофонного усилителя поступает через ФНЧ на однополосный формирователь.

С выхода формирователя SSB сигнал подается на усилитель мощности трансивера. Усилитель мощности трансивера трехкаскадный. Оконечный каскад собран но транзисторе VT15 по схеме с заземленным коллектором.

С него сигнал поступает на П-контур, а затем через конденсаторы С89,С90 и контакты К1.1 антенного реле -в антенну. Каскад на VT16 обеспечивает режим «самопрослушивания* при работе телеграфом.

Детали и конструкция трансивера

Трансивер размещен на 6 платах (рис.2):

• плата 1 — ГПД цифровой фазовращатель, коммутатор каналов 0 и 90″, источник питания ТТЛ микросхем; плата 2 — УРЧ;
• плата 3 — однополосный смеситель и пассивный ФНЧ; плата 4 — УНЧ;
• плата 5 — микрофонный усилитель и генератор 1 кГц; плата 6 — предварительные каскады усилителя мощности трансивера.

Платы 2 и 6 расположены в подвале шасси трансивера. Усилитель мощности помещен в отдельный экранированный кожух с перегородкой между предварительными и оконечным каскадами. Все соединения между платами, кроме проводов питания, выполнены экранированным проводом, а ВЧ цепи -коаксиальными кобелями.

Рис. 2. Конструкция трансивера.

Наиболее ответственными узлами трансивера являются ГПД и однополосный смеситель. Особое внимание следует уделить исполнению контура ГПД, поскольку от него зависит стабильность частоты трансивера.

Уход частоты ГПД не должен превышать 100 Гц в час после 10-минутного прогрева трансивера. Катушка ГПД намотана на керамической трубочке диаметром 6 мм и длиной 15 мм. 

В качестве каркаса катушки применен корпус конденсатора КБГ. Для этого у конденсатора следует отпаять щечки и удалить содержимое. Затем надфилем или наждаком разрезать кольца креплений.

Они будут контактными точками для обмотки ИЗ. Для более плотной намотки катушки необходимо отвод подпаять предварительно. После этого с натяжением, виток к витку, намотать катушку, а ее концы запаять на контактные точки.

Сверху катушки эпоксидным клеем надо наклеить текстолитовую или другую, например, от ПЧ контуров карманных приемников втулку с резьбой, в которую ввинтить стандартный ферритовый сердечник 600НН. Контур ГПД поместить в экран.

Конденсаторы С76-С78 запаивают непосредственно с обратной стороны платы 1 между плюсовым и общим выводами каждой из цифровых микросхем DD1-DD3. Конденсатор С72 расположен вблизи коллектора транзистора VT12.

Такие меры позволяют полностью избежать излучения ВЧ по цепям питания микросхем. Наводки могут прослушиваться на слух при приеме в виде шумов или гула с определенной дискретизацией при перестройке ГПД.

Катушки L6, L9, L10 смесителя наматывают сложенным вдвое проводом, после чего соединяют начало одной с концом другой обмотки. Этот отвод является средней точкой катушек. Намоточные данные катушек трансивера приведены в табл.1.

Типоразмер колец всех катушек, кроме катушек НЧ фазовращателя 19, L10 и катушек ФНЧ U1, L12, можно изменять в любую сторону. Варианты возможной замены используемых в трансивере деталей приведены в табл.2. В качестве антенного коммутатора применено реле РЭС-47, однако подойдет любое реле с малой емкостью контактов.

Ю. В. Демин, UR5MMJ.

Схемы трансиверов прямого преобразования

Трансиверы были выполнены в форм-факторе крупной тангенты, с аккумуляторным питанием зарядка — от источника 12В , но — как стационарные, работавшие в обоих случаях на горизонтальные полуволновые диполи, подвешенные между деревьями рядом с домами на высоте метра в четыре и запитанные телевизионным кабелем безо всякого симметрирования. Рации по договоренности включались в определенные часы на достаточно длительное время. Выбор двухполосного излучения с подавленной несущей DSB , помнится, был связан со следующими факторами:. И наконец — действовал фактор авторитета В. Полякова, который понятным и простым языком написал множество публикаций о технике прямого преобразования, привив к ней интерес огромного количества радиолюбителей.

Поиск данных по Вашему запросу:

Схемы, справочники, даташиты:

Прайс-листы, цены:

Обсуждения, статьи, мануалы:

Дождитесь окончания поиска во всех базах.

По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.

Содержание:

• Основная плата современного трансивера прямого преобразования US5MSQ
• Ламповый трансивер прямого преобразования
• Трансивер прямого преобразования на диапазон 160 м (10Вт)
• Центр Изучения Адаптивных Навыков
• CW-SSB-трансивер прямого преобразования на 10 метров
• CW-трансивер прямого преобразования
• Микротрансивер прямого преобразования
• Поляков В.Т. Трансиверы прямого преобразования
• SSB трансивер прямого преобразования на диапазон 160м
• Низкочастотная часть трансивера прямого преобразования – на микроконтроллере (идея)

ПОСМОТРИТЕ ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Трансивер прямого преобразования, часть #0 — начало

Основная плата современного трансивера прямого преобразования US5MSQ

Описываемый трансивер прямого преобразования предназначен для работы телеграфом в диапазоне 28—28,2 МГц, а также для прослушивания сигналов радиолюбительских спутников в полосе частот 29,3—29,7 МГц. Динамический диапазон, измеренный двухсигнальным методом, — около 80 дБ. Выходная мощность передатчика на нагрузке 75 Ом — 7 Вт. Уход частоты гетеродина через 20 мин после включения не превышает Гц за час. Принципиальная схема трансивера показана на рис. На транзисторе VI выполнен усилитель ВЧ.

Смеситель собран на встречно-параллельно включенных диодах V2—V5. Усилитель 34 собран на транзисторах V6—VII. Задающий генератор-гетеродин, работающий на половинной частоте сигнала, выполнен по схеме с истоковой связью на полевых транзисторах V15, V16 и логическом элементе D1, что позволило увеличить нагрузочную способность гетеродина и уменьшило влияние нагрузки на его частоту. Напряжение, поступающее с гетеродина на смеситель, дифференцируется цепочкой, образованной резистором R4 и первичной обмоткой трансформатора Т1.

Это обеспечивает нормальную работу смесителя. При переходе на передачу через контакты переключателя S2 питание подается на каскады формирования и усиления выходного сигнала, собранные на транзисторах V18—V На транзисторе V18 выполнен удвоитель частоты. В эмиттерную цепь этого транзистора включают манипулятор.

Форма фронта и спада телеграфных посылок определяется цепочкой R23C Промежуточный каскад усиления на транзисторе V19 работает в режиме класса В, а оконечный на транзисторе V20 — в режиме класса С, выходной П-контур L13C38C39 согласует выходное сопротивление передатчика с антенной. Данные катушек трансивера указаны в табл. Трансформатор Т1 можно выполнить на кольцевом с наружным диаметром не более 20 мм магнитопроводе из феррита с магнитной проницаемостью — Намотку ведут сразу тремя проводами.

Налаживание трансивера заключается в настройке всех колебательных контуров и выведении рабочих точек всех транзисторов, кроме V18—V20, в режим линейного усиления. CW-трансивер прямого преобразования Описываемый трансивер прямого преобразования предназначен для работы телеграфом в диапазоне 28—28,2 МГц, а также для прослушивания сигналов радиолюбительских спутников в полосе частот 29,3—29,7 МГц.

CW радиостанция трансивер.

Ламповый трансивер прямого преобразования

Доцент кафедры физики Московского ордена Ленина института инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии, кандидат технических наук, родился в году. Уже в девять лет собрал свою первую радиоконструкцию — детекторный приемник, а в двенадцать — ламповый усилитель. Учась в старших классах, освоил супергетеродинный приемник, смонтировал телевизор. Затем — учеба в Московском физико-техническом институте, увлечение магнитной записью, работа на коллективной радиостанции, постройка личной радиостанции.

Аннотация издательства: В книге описываются принципы действия приемников и трансиверов прямого преобразования, приводятся схемы, даются.

Трансивер прямого преобразования на диапазон 160 м (10Вт)

Трансивер прямого преобразования на метров. Диапазон м приобретает все большую популярность среди радиоспортсменов. И это не удивительно — с помощью сравнительно несложной аппаратуры здесь можно устанавливать дальние связи. Сейчас этот диапазон активно осваивают начинающие радиолюбители, охотно пользуются им коротковолновики и ультракоротковолновики. Пройдет немного времени и в эфире станет тесно всем желающим поработать на метрах. К таким видам относится однополосная модуляция, которая используется в предлагаемом трансивере. Разработал его известный радиолюбитель-конструктор В. Известно, что любительская радиостанция, использующая амплитудную модуляцию AM , излучает несущую частоту передатчика, а также полосы частот выше и ниже ее, называемые соответственно верхней и нижней боковыми полосами. В то же время для передачи информации достаточно излучать лишь одну любую боковую полосу. Это приведет не только к снижению нужной выходной мощности передатчика, но и к уменьшению помех из-за биений между несущими частотами различных радиостанций.

Центр Изучения Адаптивных Навыков

Войти через uID. Добавлено Извините, правильно прикреплять не умею. Пт,

Идея лампового трансивера была позаимствована из зарубежного журнала.

CW-SSB-трансивер прямого преобразования на 10 метров

Выбор языка:. Логин Пароль. Регистрация :: Забыл пароль :: Вход. Архив быстрый поиск в архиве радиолюбительских публикаций. Домино 20м — простой приемник прямого преобразования Радиоприемник предназначен для прослушивания любительских SSB телефонных и CW телеграфных радиостанций в коротковолновом диапазоне 20 метров 14 МГц.

CW-трансивер прямого преобразования

Добавить в избранное. Магнитная рамочная антенна Цифровой индикатор уровня Автомобильная сигнализация Простая схема частотомера Простой генератор телесигналов Схема датчика уровня жидкости Индикатор шкального типа Схема антенного усилителя. Страницы: 1 2. Назад Вперед. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора.

Трансиверы прямого преобразования (ТПП) отличаются простотой . Принципиальная схема основного тракта ТТП US5MSQ.

Микротрансивер прямого преобразования

Добавить в избранное. Мощный лабораторный источник питания Таймер выключатель Вт Магнитная рамочная антенна Схема усилителя высокой частоты — трансивера ПЗУ с электрическим стиранием Простая схема частотомера Схема музыкальной автосигнализации Люминисцентная линейная шкала. Ру — Все права защищены. Публикации схем являются собственностью автора.

Поляков В.Т. Трансиверы прямого преобразования

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: Трансивер прямого преобразования, часть #1 — микрофонный УНЧ

Описываемый трансивер прямого преобразования предназначен для работы телеграфом в диапазоне 28—28,2 МГц, а также для прослушивания сигналов радиолюбительских спутников в полосе частот 29,3—29,7 МГц. Динамический диапазон, измеренный двухсигнальным методом, — около 80 дБ. Выходная мощность передатчика на нагрузке 75 Ом — 7 Вт. Уход частоты гетеродина через 20 мин после включения не превышает Гц за час. Принципиальная схема трансивера показана на рис.

Русский: English:. Бесплатный архив статей статей в Архиве.

SSB трансивер прямого преобразования на диапазон 160м

Трансивер имеет раздельные для приема и для передачи высокочастотные и низкочастотные тракты, общими для обоих режимов являются смеситель-модулятор и генератор плавного диапазона. Он работает на частоте, равной половине частоты принимаемого или передаваемого сигнала. В результате, при переходе с приема на передачу или наоборот частота ГПД не отклоняется. Настройка в пределах диапазона производится при помощи переменного конденсатора с воздушным диэлектриком СЮ, который входит в состав контура ГПД. Аппарат построен по схеме прямого преобразования с общим смесителем-модулятором для приема и для передачи. Выделенный однополосной сигнал через конденсатор С6 поступает на трехкаскадный усилитель мощности на транзйсторах VT7— VT9. Каскад предварительйого усиления и развязки выходного контура смесителя-модулятора выполнен на транзисторе VT9.

Низкочастотная часть трансивера прямого преобразования – на микроконтроллере (идея)

Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. В раздумьях о компактном QRP трансивере для выходов набрел в интернете на очень интересный экземпляр. Трансивер построен по схеме трансивера с прямым преобразованием частоты.

CW-SSB-трансивер прямого преобразования на 10 метров

Трансивер имеет раздельные для приема и для передачи высокочастотные и низкочастотные тракты, общими для обоих режимов являются смеситель-модулятор и генератор плавного диапазона.

Генератор плавного диапазона (ГПД) выполнен на двух полевых транзисторах VT5 и VT6 с истоковой связью. Он работает на частоте, равной половине частоты принимаемого или передаваемого сигнала. При работе на прием и на передачу выходные цепи ГПД не коммутируются и не изменяется нагрузка на ГПД. В результате, при переходе с приема на передачу или наоборот частота ГПД не отклоняется. Настройка в пределах диапазона производится при помощи переменного конденсатора с воздушным диэлектриком СЮ, который входит в состав контура ГПД.

Трансивер предназначен для передачи и приема SSB и CW в диапазоне 28—29,7 МГц. Аппарат построен по схеме прямого преобразования с общим смесителем-модулятором для приема и для передачи.

Технические характеристики:

• чувствительность в режиме приема при отношении сигнал / шум 10 дБ, не хуже……..1 мкВ;
• динамический диапазон приемного тракта, измеренный по двухсигнальному методу, около……80 дБ;
• полоса пропускания приемного тракта по уровню -3 дБ……….2700 Гц;
• ширина спектра однополосного излучения при передаче……..2700 Гц;
• несущая частота и нерабочая боковая полоса подавляются не хуже чем на……..40 дБ;
• выходная мощность передатчика в телеграфном режиме на нагрузке 75 Ом. …..7 Вт;
• уход частоты гетеродина через 30 мин прогрева после включения не более…..200 Гц/ч.

В режиме передачи SSB сигнал от микрофона усиливается операционным усилителем А2 и поступает на фазовращатель на элементах L10, Lll, С13, С14, R6, R7, который в диапазоне частот 300-30-00 Гц обеспечивает сдвиг фазы на 90°.

 

В контуре L4C5, служащем общей нагрузкой смесителей на диодах VD1—VD8, выделяется сигнал верхней боковой полосы в диапазоне 28—29,7 МГц. Высокочастотный широкополосной фазовращатель L6R5C9 в этом диапазоне обеспечивает сдвиг фазы на 90°.

Выделенный однополосной сигнал через конденсатор С6 поступает на трехкаскадный усилитель мощности на транзйсторах VT7— VT9. Каскад предварительйого усиления и развязки выходного контура смесителя-модулятора выполнен на транзисторе VT9. Высокое входное сопротивление в сочетании с низкой емкостью С6 обеспечивает минимальное воздействие усилителя мощности на контур C5L4. В коллекторной цепи VT9 включен крнтур, настроенный на середину диапазона. Промежуточный каскад на полевом транзисторе VT8 работает в режиме класса В, а выходной каскад — в режиме класса С.

П-образный фильтр нижних частот на C25L13C26 очищает выходной сигнал от высокочастотных гармоник и обеспечивает согласование выходного сопротивления выходного каскада с волновым сопротивлением антенны. Амперметр РА1 служит для измерения тока стока выходного транзистора и индицирует правильность настройки П-контура.

Телеграфный режим обеспечивается заменой усилителя А2 на генератор синусоидального сигнала частотой 600 Гц (рис. 21). Переключение CW-SSB производится при помощи переключателя S1. Телеграфный ключ управляет смещением VT11 предусилителя генератора и, следовательно, подачей низкочастотного сигнала на модулятор.

 

 

В режиме приема питание 42 В на каскады передатчика не поступает, и усилитель мощности и микрофонный усилитель оказываются отключенными. В это время подается напряжение 12 В на каскады приемного тракта.

Сигнал от антенны поступает на входной контур L2C3 через катушку связи L1; она согласует сопротивление контура с сопротивлением антенны. На транзисторе VT1 выполнен УРЧ. Коэффициент усиления каскада определяется напряжением смещения на его втором затворе (делитель на резисторах R1 и R2). Нагрузкой каскада служит контур L4C5, связь каскада УРЧ с этим контуром осуществляется посредством катушки связи L3. С катушки связи L5 сигнал поступает на диодный демодулятор на диодах VD1— VD8.

Катушки L8, L9 и фазовращатель на L10 и L11 выделяют сигнал 34 в полосе частот 300—3000 Гц, который через конденсатор С15 поступает на вход операционного усилителя А1. Усилением этой микросхемы определяется основная чувствительность трансивера в режиме приема. Далее следует усилитель 34 на транзисторах VT2—VT4, с выхода которого сигнал 34 поступает на малогабаритный динамик В1. Громкость приема регулируется при помощи переменного резистора R15. С целью исключения громких щелчков при переключении режимов «прием-передача» питание на УМЗЧ на транзисторах VT2—VT4 подается как при приеме, так и при передаче.

Большинство деталей трансивера установлено на трех печатных платах, эскизы которых показаны на рис. 22—24, На первой плате расположены детали входного УРЧ приемного тракта (на транзисторе VT1), детали смесителя-модулятора с фазовращающими контурами, а также детали гетеродина. На второй плате — низкочастотные каскады на микросхемах А1 и А2 и транзисторах VT2— VT4. На третьей плате размещается усилитель мощности переда-ющего.тракта.

Плата со смесителем-модулятором, УРЧ и ГПД экранируется. Переключение режимов «прием-передача» производится педалью, которая выключает-включает напряжение 42 В и управляет двумя электромагнитными реле, одно из которых переключает антенну, а второе подает напряжение 12 В на приемный тракт. Обмотки реле питаются напряжением 42 В, и в обесточенном состоянии контакты реле включают режим приема.

Для питания трансивера используется базовый стационарный блок питания, откуда поступает постоянное стабилизированное напряжение 12 В с током до 200 мА и постоянное нестабилизированное напряжение 42 В с током до 1 А.

Намоточные данные катушек трансивера Таблица 4

В трансивере использованы постоянные резисторы МЛТ на мощность, указанную на схемах. Подстроенный резистор — СПЗ-4а. Контурные конденсаторы — обязательно керамические, подстро-ечные — КПК-М. Электролитические конденсаторы — типа К50-35 или аналогичные импортные. Переменные конденсаторы гетеродина и выходного контура — с воздушным диэлектриком.

Для намотки контурных катушек УРЧ, смесителя и передатчика используются керамические каркасы диаметром 9 мм с подстроеч-ными сердечниками СЦР-1 (можно и пластмассовые каркасы от трактов УПЧИ старых ламповых телевизоров, но их термостабильность намного хуже, чем у керамических). Низкочастотные катушки смесителя-модулятора L8 и L9 наматываются на кольцевых сердечниках К16х8х6 из феррита 100НН или более высокочастотного (100ВЧ, 50ВЧ). Катушки L10 и L11 намотаны на каркасах ОБ-ЗО из феррита 2000НМ1. На таких сердечниках наматывались катушки генераторов стирания и подмагничивания полупроводниковых катушечных магнитофонов. Намоточные данные катушек трансивера приведены в табл. 4.

Транзисторы КПЗОЗГ можно заменить на КПЗОЗ с любым буквенным индексом или на КП302. Транзистор КП350А можно заменить на КП350Б, КП350В или КП306. Транзистор КП325 — на КТ3102. Мощные полевые транзисторы КП901 и могут быть с любыми буквенными индексами. Для УМЗЧ подходят любые кремниевые и германиевые (соответственно) транзисторы соответствующей структуры. Диоды КД503 можно заменить на КД514, а диод Д9 — на Д18.

Литература:  А.П. Семьян.  500 схем для радиолюбителей (Радиостанции и трансиверы) СПб.: Наука и Техника, 2006. — 272 с.: ил.

О приемнике прямого преобразования — Учебное пособие

Растущее давление на малое энергопотребление, компактный форм-фактор, низкую стоимость и уменьшенную спецификацию материалов в таких радиоприложениях, как мобильная связь, побудило научные круги и промышленность возродить приемник прямого преобразования. Прямое преобразование, от которого давно отказались в пользу зрелого супергетеродинного приемника, появилось за последнее десятилетие или около того благодаря усовершенствованным полупроводниковым технологиям и проницательным методам проектирования. В этой статье описываются характеристики приемника прямого преобразования и возникающие при этом проблемы.

Ashkan Mashhour,
William Domino
и Norman Beamish
Conexant Systems
Newport Beach, CA

Очень похож на хорошо зарекомендовавший себя супергетеродинный приемник, впервые представленный в 1918 году компанией Armstrong, ¹ происхождение приемника прямого преобразования ( DCR) относятся к первой половине прошлого века, когда Ф.М. Colebrook в 1924 году, ² , и был применен термин гомодин. Дополнительные разработки в 1947 привело к публикации статьи Д.Г. Tucker, ³ , который впервые ввел термин «синхродин» для приемника, который был разработан как прецизионный демодулятор для измерительного оборудования, а не радио. В другой статье Такера в 1954 году ⁴ сообщается о различных одиночных приемниках с понижающим преобразованием, опубликованных в то время, и разъясняется разница между гомодинным (иногда называемым когерентным детектором) и синхродинным приемниками — гомодинный приемник получает гетеродин напрямую ( от передатчика, например), тогда как синхроодинный приемник синхронизирует автономный гетеродин с входящей несущей.

За последнее десятилетие или около того развитие рынка беспроводной связи и технология монолитной интеграции вызвали исследовательскую деятельность по приемникам прямого преобразования, которые, интегрированные с оставшимися аналоговыми и цифровыми секциями приемопередатчика, могут достичь «единого -чип радио» цель. Кроме того, он поддерживает многорежимные, многостандартные приложения и, таким образом, представляет собой еще один шаг к программному радио.

Настоящая статья относится к нескольким недавним публикациям ^5,6 , которые обеспечивают тщательный обзор и понимание, а также демонстрируют новый интерес к приемникам прямого преобразования. Преодолев некоторые проблемы, связанные с традиционным супергетеродином, и будучи более склонным к интеграции, DCR, тем не менее, имеет ряд присущих проблем. После краткого описания альтернативных и хорошо зарекомендовавших себя архитектур приемников в этой статье представлена ​​технология приема с прямым преобразованием и освещены некоторые проблемы системного уровня, связанные с DCR.

ТРАДИЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРИЕМА

Супергетеродинный приемник

Супергетеродинный или гетеродинный приемник является наиболее широко используемым методом приема и находит множество применений от персональных устройств связи до радио- и ТВ-тюнеров. Он широко используется и хорошо изучен. Он поставляется в различных комбинациях, ^7,8,9 , но, по сути, основан на том же принципе — РЧ-сигнал сначала усиливается в частотно-селективном малошумящем каскаде, а затем переводится на более низкую промежуточную частоту (ПЧ) со значительными помехами. усиление и дополнительная фильтрация и, наконец, преобразование с понижением частоты в основную полосу с помощью фазового дискриминатора или прямого микшера, в зависимости от формата модуляции. Этот метод проиллюстрирован на схеме рисунка 1.9.0005  

Использование супергетеродинного метода влечет за собой несколько компромиссов. Отклонение изображения является преобладающей проблемой в этой архитектуре. Во время первого преобразования с понижением частоты в ПЧ любая нежелательная активность на частоте, разнесенной на f _ПЧ и смещенной от частоты гетеродина (f _{гетеродина} ) на противоположной стороне f _{гетеродина} от желаемого радиочастотного канала, вызовет продукт смешения попадает прямо в канал с понижением частоты при f _ЕСЛИ . На практике полосовой ВЧ-фильтр, обычно устройство поверхностной акустической волны (ПАВ), используется для выбора полосы перед малошумящим усилителем (МШУ), в то время как второй фильтр следует за МШУ для подавления изображения. Если эти фильтры идентичны, они разделяют бремя двух функций. Но некоторое подавление изображения должно следовать за МШУ, поскольку без него коэффициент шума МШУ фактически удвоится из-за подмешивания усиленного шума изображения в канал ПЧ. Вместо фильтра RF SAW также могут использоваться другие технологии пассивной фильтрации, такие как диэлектрические или керамические резонаторы. Чем выше ПЧ, тем более смягчены требования к частоте среза режекторного фильтра изображения. На ПЧ наличие мешающего сигнала вблизи канала требует резкой фильтрации вокруг канала; эта фильтрация выполняется после первого микшера с помощью фильтра выбора канала, который также часто является фильтром IF SAW. На рис. 2 показан этот процесс фильтрации. По сути, это упражнение заключается в тщательно разработанном балансе между несколькими переменными, включая подавление, обеспечиваемое различными фильтрами, частотное планирование и линейность активных каскадов. Двойные ПЧ дают дополнительные возможности для маневра с избирательностью фильтра, но несколько усложняют частотное планирование.

Селективность, требуемая от двух вышеупомянутых фильтров (с точки зрения относительной полосы пропускания), делает их неподходящими кандидатами для интеграции в обозримом будущем из-за низкой добротности текущих кремниевых процессов, и они должны быть реализованы громоздкими внечиповые компоненты. Фильтр канала ПЧ, в частности, требует для своей реализации резонаторов с высокой добротностью — чем выше ПЧ, тем меньше относительная полоса пропускания фильтра (то есть отношение его полосы пропускания к центральной частоте), что требует все более высокой добротности. Это требование высокой добротности чаще всего встречаются при использовании пьезоэлектрических ПАВ и кристаллических фильтров. Это накладывает дополнительные ограничения, так как эти фильтры часто требуют неудобных оконечных импедансов, а согласование может повлиять на такие проблемы, как шум, усиление, линейность и рассеивание мощности соседних активных каскадов. Чем уже дробная полоса пропускания, тем более вероятно, что форма полосы пропускания фильтра будет чрезвычайно чувствительна к изменениям в значениях согласующего элемента. Кроме того, специфичность фильтра ПЧ к ширине полосы сигнала и, следовательно, к используемому стандарту делает супергетеродинные приемники непригодными для работы с несколькими стандартами. Тем не менее, супергетеродин известен своей высокой селективностью и чувствительностью.

Приемники отклонения изображения

В качестве альтернативы, благодаря разумному использованию тригонометрических тождеств, изображение может быть удалено без необходимости какой-либо фильтрации отклонения изображения после LNA. Это принцип приемников с отклонением изображения ^8,10 , первым из которых является архитектура Хартли, представленная в 1928 году ¹¹ . В нем используются два смесителя с их гетеродинами в квадратурной фазовой зависимости; это разделяет сигнал ПЧ на синфазную (I) и квадратурную (Q) составляющие. Затем он сдвигает компонент Q на 90° перед рекомбинацией двух путей, где полезный сигнал, присутствующий в обоих путях с одинаковой полярностью, усиливается, а изображение, присутствующее в обоих путях с противоположными полярностями, компенсируется. Двойник архитектуры Hartley, известный как приемник отклонения изображения Weaver, ¹² , обеспечивает относительный фазовый сдвиг одного пути на 90° за счет использования второго гетеродина на пути к другой ПЧ или основной полосе частот. Достигается тот же результат. Однако надежность этих приемников сильно зависит от точности трактов I/Q, то есть от дисбаланса усиления и фазы между двумя ветвями. На рисунках 3 и 4 показаны схемы архитектур подавления изображений Хартли и Уивера соответственно (продукты высокочастотного смешения удаляются фильтрацией нижних частот — на рисунках не показано).

Приемник одинарного преобразования с низкой ПЧ

Однократное преобразование с низкой ПЧ, показанный на рис. 5, является потомком DCR. Его основная цель состоит в том, чтобы защитить приемник от всех проблем, связанных с постоянным током, которые относятся к DCR, сохраняя при этом преимущество DCR, заключающееся в устранении высокодобротных фильтров ПЧ. Как видно из названия, вместо прямого преобразования сигнала в полосу модулирующих сигналов гетеродин немного смещен от несущей РЧ, обычно на один-два канала. Низкая ПЧ означает, что относительная полоса пропускания полосовой фильтрации ПЧ велика, что позволяет реализовать ее с компонентами с низкой добротностью. IF SAW или кварцевый фильтр, необходимый в случае высокой ПЧ, можно заменить активным RC-фильтром или другим фильтром, подходящим для работы на низких частотах, что также способствует интеграции кремния. Низкий сигнал ПЧ может быть переведен в полосу модулирующих сигналов через другой смеситель или, что предпочтительнее, в цифровой области после аналого-цифрового (А/Ц) преобразования. Конечно, это происходит за счет более быстрых аналого-цифровых преобразователей с более высоким разрешением. Если частота ПЧ равна только ширине одного или двух каналов, то обеспечить подавление изображения на ВЧ невозможно, так как ВЧ-фильтр должен быть достаточно широким, чтобы пропускать все каналы системы. В этом случае все подавление изображения должно исходить из квадратурного преобразования с понижением частоты до низкой ПЧ, что само по себе напоминает архитектуру Хартли после добавления преобразования основной полосы частот.

Широкополосная ПЧ с двойным преобразованием

Эта архитектура, показанная на рис. 6, очень похожа на супергетеродинную конфигурацию. В этом случае первый смеситель использует гетеродин на фиксированной частоте, а все каналы в РЧ-диапазоне преобразуются в ПЧ, сохраняя свои позиции относительно друг друга. Второй микшер использует настраиваемый гетеродин, таким образом выбирая желаемый канал для преобразования в полосу модулирующих частот. Последующий фильтр нижних частот подавляет соседние каналы.

ПРИЕМНИКИ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Прием с прямым преобразованием, показанный на рис. 7 и называемый также гомодинным или нулевым ПЧ, является наиболее естественным решением для приема информации, передаваемой несущей. Однако только в последнее десятилетие или около того этот тип приема нашел применение помимо пейджеров. ¹³ Прием с прямым преобразованием имеет несколько качеств, которые делают его очень подходящим для интеграции, а также для многодиапазонной и многостандартной работы, но существуют серьезные внутренние препятствия, которые долгое время удерживали его в тени супергетеродинного метода.

Во-первых, устранена проблема изображения, поскольку ПЧ равна нулю, а изображением для нужного канала (для всех сигналов, кроме однополосных) является сам канал. Тогда требуется только один гетеродин, что означает только один вклад фазового шума. Таким образом, отпадает необходимость в громоздких внешних фильтрах. Фильтрация теперь происходит только на низких частотах (полоса модулирующих сигналов) с некоторым усилением, что означает меньшее потребление тока, чем на более высоких частотах (для управления паразитными параметрами устройства), меньшее количество компонентов и меньшую стоимость. На практике, однако, может потребоваться удаление сильных внеполосных помех или блокирующих сигналов перед преобразованием с понижением частоты, чтобы избежать снижения чувствительности приемника путем насыщения последующих каскадов, а также создания гармоник и интермодуляционных составляющих, которые затем появятся в основная полоса. Такой фильтр может быть размещен, например, после МШУ. DCR, однако, приносит свой собственный набор проблем.

Смещения постоянного тока

При прямом преобразовании, поскольку интересующий сигнал преобразуется в основной диапазон очень рано в цепочке приема без какой-либо фильтрации, кроме выбора радиочастотного диапазона, различные явления способствуют созданию сигналов постоянного тока, которые непосредственно проявляются как мешающие сигналы в интересующей полосе частот, как показано на рисунке 8.

Гетеродинный сигнал может проходить или излучаться по непреднамеренному пути к ВЧ входному порту микшера, таким образом эффективно смешиваясь сам с собой, создавая нежелательную постоянную составляющую на выходе микшера. Что еще хуже, эта утечка гетеродина может достичь входа LNA, что приведет к еще более сильному результату. Этот эффект представляет собой высокий барьер для интеграции гетеродина, смесителя и МШУ на одной кремниевой подложке, где многочисленные механизмы могут способствовать плохой изоляции. К ним относятся связь с подложкой, дребезг земли, излучение соединительного провода, а также емкостная и магнитная связь.

И наоборот, сигнал сильной внутриполосной помехи, однажды усиленный МШУ, может найти путь к входному порту гетеродина смесителя, что снова приведет к самосмешению.

Некоторая мощность гетеродина будет передаваться через смеситель и МШУ (из-за их неидеальной обратной изоляции) на антенну. Излучаемая мощность, создающая помехи другим приемникам в соответствующем диапазоне, может нарушать нормы излучения данной системы. Важно отметить, что, поскольку частота гетеродина находится внутри полосы приема, входные фильтры никак не подавляют это излучение гетеродина. Кроме того, излучаемый гетеродинный сигнал может затем отражаться зданиями или движущимися объектами и повторно улавливаться антенной. Этот эффект, однако, не имеет существенного значения по сравнению с вышеупомянутым самосмешением гетеродина и самосмешением блокирующего сигнала.

Проникновение гетеродинных или радиочастотных сигналов в противоположный порт микшера — не единственный способ возникновения нежелательной постоянной составляющей. Любой каскад, демонстрирующий нелинейность четного порядка, также будет генерировать выход постоянного тока. Подробнее об этом будет рассказано позже.

Будет ли продукт DC снижать чувствительность приемника, зависит от типа системы. Очевидно, что предпочтительнее иметь пару переменного тока на выходе смесителя, чтобы исключить постоянный ток. Некоторые схемы модуляции, такие как частотная манипуляция (FSK), используемая в пейджинговых приложениях, практически не ухудшаются, если отфильтровываются низкочастотные компоненты спектра, как показано на рисунке 9.. Однако другие схемы модуляции имеют пик на постоянном токе, а емкостная связь по переменному току приведет к значительным потерям информации и, следовательно, значительно ухудшит коэффициент ошибок по битам (BER). В системах TDMA, таких как GSM, нет значительного низкочастотного спектрального пика, но связь по переменному току по-прежнему становится невозможной. Это происходит из-за противоречивых требований к конденсатору связи по переменному току в системе TDMA: конденсатор должен быть достаточно большим, чтобы не создавать широкий провал на постоянном токе, но он должен быть достаточно мал, чтобы все переходные процессы стабилизировались при включении питания. приемник (каждый кадр) до начала приема данных.

В приемниках TDMA, которые не могут быть соединены по переменному току, свободный временной интервал (непосредственно перед приемом) все же можно использовать с пользой, сохраняя значение смещения в конденсаторе, а затем вычитая его из пути прохождения сигнала во время взрыв. Это точно такой же метод, который обычно используется для коррекции смещения постоянного тока, возникающего во втором миксе супергетеродинных приемников TDMA, где этот микс идет в полосу модулирующих частот (в этом случае единственная проблема, вызывающая постоянный ток, — это самосмешивание гетеродина). В этом методе значение постоянного тока, создаваемого приемником, получается в предварительном измерении перед приемным пакетом. При использовании этого метода важно, чтобы сигнальный тракт перед смесителем был открыт во время предварительного измерения постоянного тока, чтобы предотвратить влияние на результат любых больших блокирующих сигналов. Переменные или блуждающие смещения чаще всего вызваны блокирующими сигналами, которые могут появиться в любое время. Эти смещения не могут быть исправлены в процессе измерения и вычитания, поскольку блокирующие сигналы могут появляться во время измерения, а не во время пакета, или наоборот. Для постоянного тока, вызванного блокировкой, наиболее эффективными мерами являются устранение путей самосмешивания и максимизация линейности для предотвращения постоянного тока с самого начала. В противном случае все еще существует возможность постфактум коррекции постоянного тока в цифровой обработке сигнала, происходящей в основной полосе частот.

Технологии цифровой обработки сигналов (DSP) могут использоваться для устранения смещения постоянного тока в системах TDMA таким образом, который не может быть продублирован в аналоговой области — может буферизоваться полный временной интервал принятого сигнала, среднее значение которого определяется а затем удаляются из каждой точки данных сигнала. Результирующий сигнал имеет нулевое среднее значение. Для таких систем, как GSM, нежелательным результатом этого является то, что любой постоянный ток, являющийся частью сигнала, будет потерян, но типичный эффект от этого минимален. На рис. 10 показано использование такого метода для типичного приемника GSM. Этот метод можно дополнительно усовершенствовать, отслеживая среднее значение по частям пакета, что позволяет обнаруживать внезапные источники помех или блокираторов и устранять их постоянную составляющую только там, где она возникает. Тщательная компоновка также может улучшить изоляцию.

Нелинейности

Как упоминалось ранее, другой проблемой DCR является нелинейность. Как и в случае с супергетеродинным приемником, DCR дает паразитные отклики. Для супергетеродина они возникают на входных ВЧ частотах, где N(RF) ± M(LO) = IF, а для DCR они возникают, когда N(RF) M(LO) = 0. Когда несущая блокирующего сигнала попадает на одну из этих паразитных частот, сигнал преобразуется в основную полосу с сопутствующим сдвигом в его полосе пропускания, зависящим от паразитного порядка.

Однако, что более важно, сильные блокирующие сигналы также вызывают постоянную составляющую в приемнике прямого преобразования, будь то на паразитной частоте или нет. Постоянный ток создается на выходе микшера и усиливается каскадами основной полосы частот. Это связано в первую очередь с нелинейностью смесителя второго порядка, характеризуемой точкой пересечения второго порядка (IP2) и интермодуляцией второго порядка (IM2). Это может быть уменьшено чрезвычайно хорошо сбалансированной схемой. Однако раньше смеситель и МШУ требовали несимметричной конструкции, поскольку антенна и гипотетический фильтр предварительной селекции обычно были несимметричными.

В большинстве систем важна интермодуляция третьего порядка, так как она обычно находится внутри полосы, вблизи интересующих сигналов и характеризуется точкой пересечения третьего порядка (IP3). При прямом преобразовании нелинейность второго порядка становится критической, поскольку она создает модулирующие сигналы, которые теперь проявляются как мешающие сигналы в преобразованном с понижением частоты полезном сигнале. IM2 измеряется IP2. IP2 определяется так же, как IP3, как показано на рис. 11. Можно выполнить либо двухтональный, либо однотональный тест, и IP2 определяется путем экстраполяции низкочастотного тона биений в первом или постоянной составляющей в первом. последний, пока он не пересекает основную кривую. Чтобы проиллюстрировать случай однотонального теста, входной сигнал равен

x(t) = Acost(ωt).

Предполагая, что нелинейность моделируется полиномом

Можно видеть, что постоянная составляющая из-за нелинейности второго порядка растет с удвоенным наклоном основной гармоники в логарифмическом масштабе. В точке пересечения

Из-за удвоенного наклона произведения второго порядка

IIP2 = Pin + Δ с Δ = Pout IM2

Шум

Низкочастотный шум ¹⁴ становится серьезной проблемой в DCR, так как значительное усиление выделяется каскадам основной полосы после смесителя. Слабые уровни сигнала в несколько милливольт в основной полосе все еще очень уязвимы для шума. Это требует более сильного усиления ВЧ-ступени, чтобы смягчить плохой коэффициент шума блоков основной полосы частот, но, конечно, это должно быть компенсировано только что описанными проблемами линейности, которые сопровождают более высокое ВЧ-усиление.

Фликер-шум, или 1/f-шум, является основным источником шума основной полосы частот. Связанный с потоком постоянного тока, он имеет спектральную характеристику, пропорциональную 1/f. В радиочастотных схемах шум 1/f имеет тенденцию модулировать радиочастотный сигнал, а в случае смесителя с выходом основной полосы шум 1/f дает особенно высокий коэффициент преобразования. На практике мерцающий шум становится проблемой для МОП-устройств в большей степени, чем биполярные, и моделируется как источник напряжения, включенный последовательно с затвором. Шум 1/f усложняет использование МОП-транзисторов в ВЧ-схемах, поскольку основным методом его уменьшения в МОП-транзисторах является увеличение размера транзистора, что увеличивает емкость устройства, отрицательно влияя на ВЧ-усиление. По этой причине предпочтительно использовать биполярные транзисторы в схемах смесителей DCR. На первых каскадах основной полосы частот после смесителя становится возможным использовать МОП-устройства, поскольку компромисс размера транзистора возможен на низких частотах.

Несоответствия I/Q

Из-за высокой частоты гетеродина невозможно реализовать цифровой демодулятор IQ. Аналоговый демодулятор IQ демонстрирует дисбаланс усиления и фазы между двумя ветвями, а также введение смещения постоянного тока. Такие несовершенства искажают восстановленное созвездие. Если предположить, что и — рассогласование по амплитуде и фазе, соответственно, между квадратурными портами демодулятора, а падающий на него комплексный сигнал имеет синфазную и квадратурную составляющие I и Q, то
 

I вне	=	(Icos(ωt) + Qsin(ωt)) 2cos(ωt)
В вне	=	(Icos(ωt) + Qsin(ωt)) 2(1 + )sin(ωt + )

I _вне

=

я

В _вне

=

(1 + )(Isin + Qcos )

На рисунке 12 показано, как это влияет на данную диаграмму созвездия. Однако в системах DCR соответствие IQ не так критично, как в архитектурах подавления изображений. Скорее, это важно только в том, что касается точности модуляции.

Аналоговые и цифровые (на основе DSP) методы калибровки и адаптации были описаны для корректировки этих дисбалансов. ¹⁵

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приемник с прямым преобразованием является привлекательным, но сложным методом приема. Он был успешно применен к таким устройствам, как пейджеры, мобильные телефоны, карты беспроводного подключения к ПК и Интернету, спутниковые приемники и т. д., в различных технологических процессах и с повышением уровня интеграции. В ближайшем будущем он появится во многих других приложениях.

БЛАГОДАРНОСТЬ

Авторы хотели бы поблагодарить Darioush Agahi и Morten Damgaard из Conexant Systems за их ценный вклад в эту статью. *

Ссылки

1. Л. Лессинг, «Человек высокой точности: Эдвин Ховард Армстронг, биография», Bantam Books, Нью-Йорк, 1969.

2. Ф.М. Коулбрук, «Homodyne», Wireless World and Radio Rev., 13, 1924, с. 774.

3. Д.Г. Такер, «The Synchrodyne», Electronic Engng, 19 марта 1947 г., стр. 7576.

4. Д.Г. Такер, «История гомодина и синхродина», журнал Британского института радиоинженеров, апрель 1954 г.

5. А.А. Абиди, «Радиотрансиверы с прямым преобразованием для цифровой связи», IEEE Journal of Solid-state Circuits, Vol. 30, № 12, декабрь 1995 г.

6. Б. Разави, «Соображения по проектированию приемников прямого преобразования», IEEE Transactions on Circuits and Systems-II: Analog and Digital Signal Processing, Vol. 44, № 6, 19 июня97.

7. С.Дж. Франке, «Схемы радиосвязи ECE 353», Факультет электротехники и вычислительной техники, Университет Иллинойса, Урбана, Иллинойс, 1994.

8. Б. Разави, «РЧ-микроэлектроника», Прентис-Холл, Аппер-Сэдл-Ривер, Нью-Джерси, 1998. . RFIC Design», конспекты лекций, Калифорнийский университет в Беркли/Национальный технологический университет, 1997.

11. Р. Хартли, «Однополосный модулятор», патент США № 1666206, апрель 1928 г.

12. Д.К. Уивер, «Третий метод генерации и обнаружения сигналов с одной боковой полосой», Труды IRE, Vol. 44, декабрь 1956 г., стр. 1703-1705.

13. И.А.В. Вэнс, «Полностью интегрированный радиопейджинговый приемник», IEE Proc., Vol. 129, № 1, 1982, стр. 26.

14. П. Р. Грей и Р.Г. Мейер, «Анализ и проектирование аналоговых интегральных схем», третье издание, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, стр. 19.93.

15. Дж.К. Кейверс и М. В. Ляо, «Адаптивная компенсация дисбаланса и потерь смещения в приемопередатчиках прямого преобразования», IEEE Transactions on Vehicular Technology, Vol. 42, ноябрь 1993 г., стр. 581588.

Ашкан Машхур получил диплом инженера ENST в Бретани, Франция, и степень магистра в Университетском колледже Лондона, Великобритания, оба в 1997 году. Затем он присоединился к Nokia Networks, Камберли, Великобритания, где работал инженером-проектировщиком радиочастот. Его исследования включали разработку новых технологий RF/DSP и архитектур линейных приемопередатчиков для базовых станций будущего поколения. В настоящее время он работает в Conexant Systems, Ньюпорт-Бич, США. С ним можно связаться по адресу: [email protected].

Уильям Домино получил степень BSEE в Университете Южной Калифорнии в 1979 году и степень MEng в Политехническом университете штата Калифорния, Помона, Калифорния, в 1985 году. Он присоединился к бизнесу Collins Radio компании Rockwell International, Ньюпорт-Бич, США, в 1979 году, где он разработал модели электромеханических фильтров ПЧ, методы проектирования и производственные процессы. В настоящее время он является главным системным инженером подразделения беспроводных систем компании Conexant Systems, также в Ньюпорт-Бич, США. Он участвовал в проектировании и разработке архитектур интегрированных приемопередатчиков для IS-136, пакетной радиосвязи Mobitex и мобильных телефонов GSM. С ним можно связаться по адресу: [email protected].

Норман Бимиш получил степень бакалавра технических наук и докторскую степень в Университетском колледже Дублина, Ирландия, в 1989 и 1994 годах соответственно. Его докторская диссертация была посвящена цифровой обработке сигналов и цифровой связи с особым интересом к выравниванию каналов, содержащих нелинейности. Он занимал должность инженера-исследователя в Teltec, Ирландия, с 1994 по 1995 год. В настоящее время он является главным инженером в Conexant Systems, Ньюпорт-Бич, США, где его основные интересы связаны с беспроводными системами основной полосы частот, особенно для GSM, сотовой связи 3G. системы и связь с расширенным спектром. С ним можно связаться по адресу: [email protected].

Базовый блок приемника прямого преобразования VE7BPO – Дэйв Ричардс AA7EE

Это один из тех проектов, который долгое время жил в моей голове, как то, что я хотел построить. Мне всегда нравились приемники прямого преобразования. С ними, как и с регенами, я чувствовал, что многие строители и радиолюбители недооценивают их как новинки. Их кажущаяся простота также может быть их самым большим падением. Поскольку в своей базовой форме они часто имеют мало компонентов, их может «быстро собрать» за вечер начинающий строитель. Тут, конечно, и начинаются проблемы. Высокая степень усиления звука, необходимая в приемнике постоянного тока, обеспечивает микрофонный эффект, если используются определенные типы разделительных конденсаторов (например, керамика является главным кандидатом). Длинные блуждающие провода помогают улавливать гул, особенно если они находятся на ранних стадиях усилителя. Dead bug и конструкция Manhattan — очень достойные методы изготовления, но провода должны быть короткими и толстыми, особенно в тех частях цепи, где это наиболее важно. Свободно работающие LC VFO могут добавить микрофон, если они не имеют прочной конструкции. Если VFO работает на сигнальной частоте и недостаточно изолирован от более поздних каскадов приемника, могут образоваться нежелательные петли обратной связи.

По вышеуказанным причинам (и многим другим) некоторые строители собирают приемник постоянного тока, немного возятся с ним, а затем отбрасывают в сторону, думая об этом просто как о «забавном проекте». Я думаю, что они могут быть больше, чем это. На самом деле, я знаю  , что они могут быть больше, по опыту, как и Тодд (он же профессор Василий Иваненко), один из приемников прямого преобразования которого является предметом этой статьи.

В детстве я провел бессчетное количество часов, разглядывая небольшой проект приемника с преобразованием направления, разработанный Р. Х. Лонгденом 19 июня.75 выпуск журнала «Практическая беспроводная связь». В качестве микшера использовался полевой МОП-транзистор 40673, и он работал как на любительских диапазонах 160M, так и на 80M. Я так и не построил этот приемник, но не из-за отсутствия желания. Удивительно, как я не просмотрел дыру в бумаге, так много времени я потратил, зацикливаясь на ней! Мне было 11 лет, когда вышел этот выпуск, и я подозреваю, что причина, по которой я его не создал, частично заключалась в нехватке средств, но в основном в отсутствии соответствующего опыта с моей стороны. В то время для меня это был очень сложный проект. Если бы я попытался справиться с этим, я думаю, что был бы очень высокий шанс, что это никогда не сработает. Вместо этого я просто смотрел, смотрел и мечтал об этом маленьком приемнике прямого преобразования для верхнего диапазона и 80М – 9.0003

Спустя несколько лет, в марте 1983 года, G4JST и G3WPO на страницах журнала Ham Radio Today описали DSB-трансивер прямого преобразования либо для верхнего диапазона, либо для 80M (по вашему выбору). Был в наличии комплект. К тому времени я был старше и немного лучше строил. Я собрал плату, установил ее в корпус и был вне себя от радости, обнаружив, что она действительно работает! Пол G3UMV, живший в миле дальше по дороге, услышал меня на 80 и, возможно, ему было любопытно посмотреть, как какой-то ребенок добрался до 80M с самодельной установкой, подошел, чтобы «поглядеть на довольно грязное творение, которое я набил». в алюминиевом корпусе проекта. DSB80, как его называли, был основан на диодном кольцевом смесителе Mini Circuits SBL-1. Автономный LC VFO, настроенный поливариконом, был подключен к одному порту DBM, а антенна через полосовой фильтр с двойной настройкой питала другой входной порт. Выход ПЧ SBL-1 вел к простому дуплексеру, который питал аудиоусилитель с высоким коэффициентом усиления. Я также сконструировал простой активный аудиофильтр с двумя переключаемыми полосами пропускания, чтобы улучшить качество прослушивания. Я провел много счастливых часов, настраиваясь и слушая 80M с DSB80. Именно этот первый опыт укрепил мою привязанность к приемникам прямого преобразования, построенным с коммерчески доступными диодными кольцевыми смесителями. Это казалось таким простым — вы впрыскиваете RF в один порт, VFO в другой и (после прохождения результата через диплексер) усиливаете результат. С тех пор кажущаяся простота процесса преобразования РЧ-сигнала непосредственно в низкочастотный звук привлекала меня. К сожалению, этот проект не выжил. Однажды, в более позднем взрослом возрасте, в своей квартире в Голливуде, я поменял полярность источника постоянного тока 12 В и, обескураженный последующим отказом работать, выбросил все это. Теперь я не могу до конца поверить, что сделал это, но это было во время долгого бездействия на радиолюбительских диапазонах и полного отсутствия интереса. Если бы я только мог вернуться, а не выбросил его в мусорный бак своего многоквартирного дома! Голливуд пропитан недавней известной историей. Мой маленький двухполосный трансивер встретил свой несчастливый конец всего в 100 футах от того места, где Бобби Фуллер из The Bobby Fuller Four был найден мертвым в своей машине в 1966, предмет тайны, которая до сих пор не разгадана. Смерть моей маленькой установки DSB была гораздо менее загадочной. Сама мысль о том, что я бессердечно выбросил миксер SBL-1 в мусорный бак, свидетельствует о том, как далеко я отошел от своих корней домашнего пивоварения, зародившихся в маленькой деревне в Англии. Теперь, спустя несколько лет, в городе, известном своим грехом и излишествами, я жестоко оборвал жизнь толстого и честного диодного кольцевого миксера. Полагаю, мне следует подумать о поливариконе, но, знаете, это был поливарикон! Несколько лет спустя я столкнулся с другим радиолюбителем, Ричардом F5VJD (также G0BCT), который также поменял полярность питания 12 В на свой DSB80. Однако, в отличие от меня, он не обрек свою установку на печальный и безвременный конец. Он очень любезно прислал мне свой блок, который я оживил и установил в новый корпус.

Коммерчески выпускаемые блоки диодных кольцевых смесителей имеют преимущество в расширенном динамическом диапазоне по сравнению с другими схемами смесителей, в которых используются активные устройства. Для меня SBL-1, ADE-1 или подобные выглядят как практически гарантированно работающий приемник постоянного тока в маленькой коробочке. Это сердце приемника, созданное для вас. Вам не нужно беспокоиться о согласовании диодов или общей симметрии схемы. Это все сделано для вас. Просто добавьте VFO, диплексер, аудиоусилитель и вперед!

Несколько лет назад один очень щедрый друг подарил мне набор деталей для экспериментов и сборки. Среди них были качественные катушки индуктивности 3,3 мГн, 10 мГн и 100 мГн. Я догадался, что его намерение состояло в том, чтобы однажды я использовал их в диплексере. Именно здесь вступает в историю первый сайт QRP Homebuilder Тодда VE7BPO. На его наполненном информацией сайте были подробности о том, что он называл «мейнфреймом приемника прямого преобразования попкорна». добиться хорошей производительности в его схемах. Я предполагаю, что прозвище мейнфрейма относилось к тому факту, что схема, которую он описал, была «мясом» приемника прямого преобразования, требующего только добавления внешнего VFO и полосового фильтра на входе антенны для полосы частот интерес. «Мейнфрейм» обеспечивает остальную часть схемы.

В идеале я хотел бы разделить приемник постоянного тока на каждый компонентный каскад, каждый из которых был бы отдельно размещен в своем собственном корпусе, подключенном к другим каскадам приемника с помощью кабелей, проложенных между различными блоками. Это позволило бы мне попробовать разные конфигурации и каскады приемника для целей сравнения. Однако это привело бы к большему количеству коробок и соединительных кабелей, чем мне хотелось бы. Эксперименты и оптимизация, хотя и были очень достойными целями, были перебиты моим желанием получить в итоге удобный и очень удобный приемник. Я решил построить мэйнфрейм с микшером ADE-1 и одним из лучших диплексеров, предложенных Тоддом. Так случилось, что лучший диплексер, который я выбрал, по какой-то причине не сработал. Подробнее об этом позже. В итоге у меня получился менее совершенный, но очень функциональный диплексер, который показан на схеме ниже. WordPress, кажется, не отображает изображения в таком большом размере, как раньше, что может сделать чтение схем немного проблематичным. Сначала я покажу всю схему, а затем для удобства чтения разобью ее на 3 отдельные и более крупные части. Если вам нужна более крупная версия всего этого, напишите мне в комментариях ниже или по электронной почте (я хорошо разбираюсь в QRZ) —

Если вы заинтересованы в создании этого приемника, я настоятельно рекомендую ознакомиться со статьей на старом веб-сайте VE7BPO. Его новый сайт QRP Homebuilder имеет формат блога, в то время как старый был обычным сайтом. У него были некоторые проблемы с хостингом, и он удалил его, но не раньше, чем заархивировал в один PDF-файл и сделал его доступным для всех, кто хотел разместить его для загрузки на своих сайтах. Я не буду давать здесь прямой адрес, но быстрый поиск в Google по позывному Тодда должен привести вас к ссылке для скачивания. Если у вас возникли проблемы с его поиском, напишите мне, и я могу дать вам ссылку для скачивания файла в моей учетной записи Dropbox. Стоит иметь копию старого сайта Тодда, чтобы помочь и вдохновить вас в ваших занятиях домашним пивоварением. Кроме того, его схемы легче читать, чем мои.

Вот схема, разбитая на 3 части, что, надеюсь, облегчит понимание. Во-первых, входная цепь антенны, двойной балансный смеситель и дуплексер. Большая часть этого раздела представляет собой блок-схемы. Если вы не хотите использовать BPF от QRP Labs, вы можете собрать свой собственный, используя схемы и значения компонентов на их сайте (ссылка чуть позже) —

ОК, некоторые замечания и общая болтовня по поводу приведенной выше схемы. Для VFO я использовал схему Si5351, которую собрал пару лет назад. ADE-1 представляет собой микшер 7-го уровня, что означает, что ему требуется привод от гетеродина ~ +7 дБм. Я читал, что Si5351 при полной мощности развивает +10dBM на 50 Ом. К сожалению, мой осциллограф работает не слишком надежно, поэтому у меня нет возможности это измерить. Я решил включить в схему аттенюатор на 3 дБ, чтобы уменьшить выходной сигнал Si5351 «VFO» до уровня +7 дБ (если он действительно выдает +10 дБ). Пэд-резисторы припаяны к контактной полосе, которая вставляется в плату, что позволяет сборщику при необходимости легко изменить уровень затухания. Простор для экспериментов и модификаций в будущем.

Резистивная прокладка 3 дБ дает (на удивление) 3 дБ затухания и обеспечивает импеданс 50 Ом на всех частотах, как на входе, так и на выходе. Несложно сконструировать площадку для другого уровня затухания (или вообще без него), используя полосу заголовка.

Полосовой фильтр является одним из комплектов BPF от QRP Labs. Эти маленькие полосовые фильтры вставляются в разъемы на плате основного блока постоянного тока, что позволяет сменить полосу простым подключением новой платы BPF. Si5351 VFO работает вплоть до 160 МГц в соответствии со спецификациями — и выше, если вы готовы признать, что на этой территории он не соответствует техническим характеристикам. Было бы интересно посмотреть, как этот приемник ведет себя на диапазонах 6M и 2M. Думаю предусилитель бы помог.

Фото платы во время строительства не делал, боюсь, только когда она была закончена. Я начал сборку, как всегда, с финального усилителя ЗЧ, и двигался в обратном направлении. Это хороший способ строительства, так как легко проверить правильность работы на каждом этапе строительства. Если у вас нет генератора сигналов и осциллографа для ввода сигнала с известными характеристиками и амплитудой и проверки того, что каждый каскад работает должным образом, вы все равно можете провести качественные тесты с помощью пальцев, металлических отверток и общего понимания того, что звук должен исходить из динамика по мере добавления каждого последующего этапа. Как обычно, я использовал замечательные MePADS и MeSQUARES от Rex W1REX. Чтобы прикрепить полоски разъемов BPF к плате, я разрезал 8-контактный DIP MePAD на две части и использовал по половинке на каждом конце BPF. Несколько маленьких MeSQUARES, известных как Mini Stix, использовались там, где это было необходимо.

Последним усилителем ЗЧ является LM386N-4 в режиме низкого усиления по умолчанию 26 дБ, что соответствует коэффициенту усиления по напряжению 20. Это очень приятная деталь при таком использовании. Контакты 1 и 8 остаются великолепно нетронутыми! Здесь я сделал 2 небольших изменения в схеме Тодда. Первым было добавление обходного конденсатора 10 мкФ от контакта 7 к земле. Если ваш блок питания чистый, вам это может не понадобиться. Я заметил снижение общего шума и помех при подключении конденсатора, поэтому оставил его. На некоторых схемах показан конденсатор емкостью 0,1 мкФ или аналогичного номинала в этом положении для обхода ВЧ, но, согласно техническому описанию, крышка аудиобайпаса явно предназначалась. . В техническом описании есть диаграмма, показывающая различные степени подавления напряжения питания для разных номиналов обходных конденсаторов на выводе 7, от 0,5 мкФ до 50 мкФ. Возможно, вам это не нужно прямо сейчас, но кто знает, какой блок питания вы будете использовать в будущем или в какой среде вы будете работать? Электролиты на 10 мкФ дешевы и легко добавляются. А еще лучше, попробуйте сами. Соберите усилитель, оставив обходной колпачок на контакте 7. Подключите источник питания, подключите наушники и проверьте разницу с конденсатором и без него.

Второе незначительное изменение, которое я внес в окончательный вариант усилителя ЗЧ, заключалось в заземлении контакта 3 и использовании контакта 2 в качестве входа, а не наоборот. Я читал, что это приводит к несколько меньшим искажениям. Однако теперь я потерял источник по этому вопросу и не имею возможности проводить такие измерения. Я опасаюсь слепо передавать непроверенные «знания», взятые из Интернета, так что делайте с этим то, что хотите. Используйте любой вывод, который вам нравится, в качестве входа, так как он вряд ли будет иметь большое значение в этом приложении.

После сборки усилителя подключите его к источнику питания и динамику или наушникам (осторожно, чтобы не повредить уши!) и коснитесь входного контакта проводом, который вы держите, кончиком металлической отвертки или похожий. Если вы испытали чистую какофонию, которая получается при использовании LM386 в режиме высокого усиления, вы будете приятно удивлены. Вы по-прежнему будете слышать смесь гула и радиостанций AM-диапазона, но на гораздо более мягком уровне, что свидетельствует о более низком усилении. При таком использовании LM386 кажется гораздо более подходящей деталью. Вы также заметите гораздо меньше шума. Радость!

После сборки 2-го предусилителя вы получите больше того же гудения, шума AM BCB и прочей общей экстравертной чепухи при касании входа, но громче.

Далее следует фильтр нижних частот. Значения C1, C2 и C3 определяют полосу пропускания фильтра, но не ожидайте ничего, кроме очень мягкого спада. В схеме Тодда указаны значения 0,047 мкФ для CW и 0,015 мкФ для более широкого отклика SSB. Желая, чтобы этот ресивер был предназначен для прослушивания любительского диапазона общего назначения, а также иметь возможность время от времени слушать станции SW BC, я решил попробовать компромиссные значения 0,022 мкФ. Я знал, что спад будет медленным, поэтому решил, что это все равно даст мне достаточно широкий отклик для SSB и не будет слишком нежелательным для станций AM SWBC. Мне не о чем беспокоиться, так как спад составляет очень действительно нежно! Чтобы проиллюстрировать это, я использовал генератор широкополосного шума N0SS, чтобы ввести широкополосный шум в гнездо антенны, и посмотрел на аудиовыход с помощью Spectrogram. С деталями 0,022 мкФ, установленными в положениях C1, C2 и C3, вот как выглядел выходной сигнал от разъема динамика —

Вертикальные красные маркеры соответствуют частотам 1000 Гц и 2500 Гц. Отклик снижается примерно на 40 дБ на частоте 10 кГц и всего на 20-25 дБ на частоте 6 кГц. Для более крутого спада вы можете добавить больше полюсов или использовать активный фильтр. Вы можете прочитать, как я использовал операционные усилители 5532, чтобы сделать действительно хорошие и эффективные фильтры для моей регенерации Sproutie MKII. Тем не менее, стоит учитывать преимущества широкого отклика, а именно возможность одновременного прослушивания довольно широкой полосы частот. Это отлично подходит для общего прослушивания через динамик, когда вы занимаетесь другими делами в лачуге. С CW, даже если в полосе пропускания есть несколько сигналов, вы можете научить свой слух оттачивать один из них и игнорировать другие. Если мне не нравится эта идея, я думаю, что фильтр SCAF, подключенный к разъему динамика, обеспечит хороший способ добиться дополнительной избирательности, когда это необходимо. Однако есть преимущества в более широкой полосе пропускания относительно нефильтрованного приемника прямого преобразования. Простой RC-фильтр в этой схеме отсекает высокочастотное шипение, которое может сделать прослушивание этих приемников таким утомительным. При настройке на 7030 кГц я могу эффективно слышать все, что происходит в эфире между 7022 и 7038 кГц — полоса пропускания 16 кГц. Это мой собственный слуховой панорамный адаптер! Благодаря фильтру более высокие сигналы будут иметь меньшую амплитуду, но вы будете знать, что они есть, поэтому вы можете перенастроиться, если захотите их прослушать. Тем не менее, если бы я собирал это снова, я бы использовал конденсаторы 0,01 мкФ для C1, C2 и C3 и добавил дополнительный полюс с дополнительным резистором 4,7K и конденсатором 0,01 мкФ.

После того, как вы построили фильтр нижних частот, прикосновение к входу должно дать вам почти такой же звук из динамика, как и при прикосновении ко входу 2-го предусилителя, но с приглушенным шипением высоких частот. Вперед и вверх! Соберите первый предусилитель, и вы будете вознаграждены таким же слегка приглушенным звуком, но более громким (то есть громче). Поздравляем — вы завершили очень важную часть этого ресивера, и теперь у вас есть аудиоусилитель с большим коэффициентом усиления и относительно низким уровнем шума. Когда потенциометр усиления AF установлен на полную мощность, вы услышите значительное количество шума, но помните, что это усилитель с большим коэффициентом усиления. Лучшее напоминание об этом будет, когда приемник будет готов. Я абсолютно не рекомендую выкручивать регулятор громкости на полную мощность без подключенной антенны (особенно в нижней части ВЧ-спектра), а затем подключать антенну, так как один только шум диапазона снесет вам носки. Повторюсь, этот усилитель имеет лот усиления!

В оригинальной статье Тодда, которую я еще раз повторю, я делаю  рекомендую раздобыть, загрузив архив с его оригинального сайта, он подробно описывает несколько различных диплексеров, из которых вы можете сделать свой выбор. Некоторые из них принадлежат ему, а другие — Wes W7ZOI. Я выбрал диплексер (А), разработанный Уэсом. В нем использовались 2 катушки индуктивности по 10 мГн и пара конденсаторов по 2,2 мкФ —

Несколько слов о конденсаторах. Звукорежиссеры не заинтересованы в использовании электролитов для связи в аудиосхемах, и многие предпочитают использовать конденсаторы из полимера, которые имеют гораздо более линейный звуковой отклик. Под поли-что-то (термин, придуманный проф. Василием Иваненко) я имею в виду полиэстер, поликарбонат, полипропилен или что-то подобное. Конденсаторы из майлара изготовлены из полиэстера, поэтому применимы здесь. Для того типа звуковых стандартов, который есть у большинства радиолюбителей, вам, вероятно, подойдет использование электролитов для аудиосвязи. Однако, поскольку я обнаружил, что полиэфирные пленочные конденсаторы от Tayda Electronics очень доступны по цене, я использую их для всех приложений аудиосвязи, а также в аудиофильтрах.

Построив диплексер (А), он первоначально оказался рабочим. Когда я шел по улице со снятой крышкой приемника, он улавливал огромное количество шума частотой 50 гц/с, который, как я предположил, исходил от проводов электросети снаружи и индуцировался катушками индуктивности 10 мГн в диплексере (A). Это происходило, когда еще не были построены все каскады перед диплексером, так что вход диплексера не был прекращен. Я воспринял это как хороший знак и продолжил строительство. Короче говоря, когда я закончил работу с приемником, он был мертв как дверной гвоздь. Путем исключения (касаясь входов и замечая, когда шум прекратился) я сильно заподозрил диплексер. Однако ранее в сборке он, по крайней мере, передавал звуковой сигнал, что заставило меня задуматься. Именно в этот момент я перечитал старую запись в блоге от Роба AK6L и нашел большую помощь в том факте, что у него также были проблемы с диплексером (A). Роб ухватился за менее идеальный, но все же вполне функциональный (C) диплексер, что и сделал я. Я знаю, что должен был проявить настойчивость и выяснить, почему лучший диплексер не работает, но в этот момент я просто хотел, чтобы приемник работал, и поэтому капитулировал. На следующем изображении платы вы можете увидеть переработанный участок, где я удалил старый диплексер, который занимал больше места, и заменил его более миниатюрным (C) диплексером. Красный провод, выходящий через отверстие в плате на входе диплексера, идет от порта ПЧ DBM, это контакты 2–9.0003

Я больше не лакирую доски. Это добавляет один дополнительный этап к процессу сборки, который я очень хочу обойти. В настоящее время, когда у меня появляется желание строить, я не хочу добавлять слишком много дополнительных шагов, которые могут уменьшить мою способность придерживаться проекта до конца. По той же причине я больше не изготавливаю корпуса из печатных плат, когда LMB Heeger 143 идеально подходит для моих нужд. Так случилось, что я только протер вышеприведенную плату старой губкой Scotch-Brite. Я забыл, что у меня дома есть прокладки из стальной шерсти. Если бы я использовал прокладку из стальной шерсти, доска была бы намного ярче. Ну что ж. Он по-прежнему полностью функционален. Между прочим, микшер LM386 и ADE-1 установлены на 8-контактных DIP-панелях Rex. Оглядываясь назад, я действительно сожалею, что не почистил доску щеткой из стальной шерсти, чтобы она была ярче и красивее. В следующий раз.

После установки DBM вы можете ввести сигнал гетеродина и начать прослушивание, чтобы убедиться, что он работает. BPF «очистит» сигнал, но вы все равно будете много слышать без него. Вы просто услышите сигналы на других частотах, благодаря гармоникам гетеродина, смешивающимся с радиочастотой от антенны. Если, как и я, вы используете Si5351 или подобное устройство для гетеродина, вы также можете использовать микшеры от LO spurii, а также гармоники гетеродина.

После того, как вы убедились, что ваш приемник работает, вам определенно нужен полосовой фильтр на входе антенны, чтобы вы могли быть достаточно уверены, что слушаете сигналы в пределах полосы пропускания этого фильтра, и ничего больше. Поучительно и довольно удивительно слышать, насколько чище звучит группа с полосовым фильтром! Находясь в районе залива Сан-Франциско, поблизости находится довольно много AM-станций, как мощных, так и средних. Без полосового фильтра на этом приемнике есть много специфических частот по всему КВ спектру, где я могу слышать некоторые из этих станций. Полосовая фильтрация очень эффективно удаляет эти нежелательные продукты микширования. Если вы конструируете этот приемник для одного диапазона, вы можете встроить BPF прямо в основную плату — нет необходимости в сменных фильтрах. Пока что я построил только один BPF для диапазона 40M. NanoVNA оказалась очень полезной для настройки на оптимальные результаты. Я могу построить BPF для других групп. Однако, поскольку я действительно хочу получить доступ ко всему ВЧ-спектру, мне пришло в голову, что это займет лот сменных фильтров! Сейчас я изучаю создание пассивного, настраиваемого преселектора. Оставайтесь с нами*, чтобы узнать подробности.

(*предпочтительно с высокодобротной схемой 😀 )

Приемник помещен в то, что стало фаворитом компании, в простом алюминиевом корпусе LMB Heeger 143. Имея размеры 4″ x 4″ x 2″, он крепкий и с небольшими виниловыми бамперами на дне, его можно штабелировать. Идеально подходит для создания небольшой станции QRP и SWL. Я покупаю их на eBay за 15,39 долларов, включая доставку (+ налог). Если мне нужен перфорированный кожух, такой как корпус, используемый для Si5351 VFO, я заказываю его прямо с завода, так как больше ни у кого их нет в наличии. Вы платите немного больше при заказе напрямую от LMB Heeger. Есть у них и эти корпуса в крашеном гладком сером покрытии, а также в черном негладком покрытии (почти как кракле, помнится). Мне любопытно узнать, как выглядит последний, но простой алюминий — это «классический домашний» вид, и он оставляет множество вариантов для последующей отделки — если что всегда бывает –

Коаксиальный кабель, идущий от антенного гнезда к входу полосового фильтра, проложен под платой. Он поднимается снизу через отверстие, просверленное в плате, как видно на следующем снимке —

Должен признаться, что меня беспокоят две вещи. Во-первых, я не могу найти бесплатную тему WordPress для этого блога с четкими, незагроможденными линиями, а также позволяющую использовать изображения большего размера. Схемы особенно нуждаются в большем количестве места, чтобы быть ясными, поэтому мне пришлось прибегнуть к разбивке этой схемы. Второе, что меня беспокоит, касается конкретно этого проекта, и это тот факт, что я не протирал доску стальной мочалкой перед сборкой. Эта сборка полностью функциональна, и я доволен ее стабильностью и кажущейся надежностью. Я просто хочу, чтобы внутренности показали немного лучше. Мне нужно преодолеть это.

Возможно, в черно-белом варианте он выглядит лучше………..

Передняя панель простая и очень незамысловатая. Разъем для динамика/наушников слева. Регулятор усиления АФ справа. На днях я куплю устройство для изготовления этикеток Dymo или Brother, чтобы завершить классический вид домашнего пивоварения. Это также поможет любому, кто в будущем унаследует мои усилия по домашнему пивоварению, узнать, что у них есть и какая ручка за что отвечает! – 

На задней панели слева направо расположены антенный разъем (BNC), входной разъем VFO (SMA) и два разъема постоянного тока 12 В. Они подключены параллельно, так что один кабель питания может питать схемы в этом корпусе, а короткий кабель питания может идти от другого разъема вниз к VFO, установленному непосредственно под ним –

Снимок сзади, показывающий соединения между Si5351 «VFO» внизу и приемником вверху. Если базовый блок находится наверху, его легче снять с крышки, чтобы заменить полосовые фильтры. Жестяная банка Altoids и игральные карты предназначены для масштабирования – 

Это практичный и полезный маленький приемник. Многие ресиверы этого типа просто управляют наушниками. Для меня наличие ресивера, который может легко управлять динамиком, имеет огромное значение в количестве времени, затрачиваемого на прослушивание. Собрав его пару недель назад, я слушал его каждый день, практически все время, пока был дома. Я не смог бы сделать это в наушниках. Спасибо, Тодд Гейл!

Нравится:

Нравится Загрузка…

80-МЕТРОВЫЙ НЕПРЕРЫВНЫЙ ПРИЕМНИК С ПРИЕМНИКОМ ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С ПОДАВЛЕНИЕМ БОКОВЫХ ПОЛОС

80-МЕТРОВЫЙ ПРИЕМОПЕРАТИВНИК
(1998)

KLIK HIER VOOR DE NEDERLANDSE VERSIE

Приемопередатчик CW диапазона 80 м с приемником прямого преобразования и подавлением боковой полосы.

Подавление боковой полосы с помощью приемника прямого преобразования
Супергетеродинный приемник с кварцевым фильтром — очень хорошее решение для приема в одной боковой полосе.
Так зачем нам делать приемник прямого преобразования с подавлением боковой полосы с системой фазового фильтра? В старые времена с электронными лампами такой приемник был очень сложным из-за количества необходимых ламп, больших размеров и источника питания. В настоящее время это легко, несколько дешевых операционных усилителей и микшерных микросхем, и все! Мне было любопытно, как работает такой приемник, и одним из моих намерений было сделать его хотя бы раз в жизни.
Хороший ресивер для домашнего пивоварения. Вся обработка производится на звуковых частотах, что делает конструкцию не столь критической. Нет сложного или дорогого кварцевого фильтра со своими проблемами, нет усилителя ПЧ, нет генератора BFO, нет зеркальной частоты, которую нужно подавлять. Частота VFO совпадает с частотой приема. Следовательно, не требуется сложный счетчик частоты с коррекцией смещения частоты ПЧ, можно использовать любой простой счетчик.
И очень большим преимуществом является то, что вы можете использовать тот же VFO для CW передатчика без каких-либо дополнительных смесителей и фильтров!
Когда конструкция микшера 74HC4066 значительно упростила задачу микшера, пришло время приступить к экспериментальной конструкции 80-метровой CW-версии такого приемника.

Успех!
А тут уже результат эксперимента, так что вам не обязательно читать всю историю, чтобы это выяснить.
Он ведет себя как хороший супергетеродинный приемник без паразитных откликов от зеркальных частот! Также чувствительность очень хорошая. Конструкция была простой, со всеми доступными стандартными электронными компонентами. На нежелательной боковой полосе почти ничего не слышно. Только несколько шумных сигналов от очень сильных коммерческих телексных станций и некоторых сильных радиолюбителей, но очень слабых. Слушать этот ресивер одно удовольствие. Я настолько воодушевлен работой ресивера, что сделал еще и четырехдиапазонную версию. Спустя несколько лет микшер, генератор бокового тона и звуковые предусилители были модифицированы для упрощения и улучшения конструкции.

Подавление боковых полос
Приемник с прямым преобразованием имеет меньшее подавление боковой полосы, чем супергетеродинный приемник с кварцевым фильтром. Но действительно ли нам нужно подавление от 50 до 60 дБ хорошего коммерческого любительского приемника? Чтобы выяснить это, я провел эксперимент на 80-метровом диапазоне.
Аттенюатор между антенной и приемником был установлен на значение, при котором атмосферный фоновый шум просто исчезал в шуме приемника, чтобы исключить его влияние на эксперимент. Затем был просканирован 80-метровый диапазон с дополнительными аттенюаторами и записаны результаты:

• 20 дБ: Все станции значительно ослаблены. Очень разумное подавление боковой полосы.
  
• 30 дБ: некоторые станции слышны от слабого до умеренного. Будет хорошим подавлением боковой полосы.
  
• 40 дБ: некоторые станции с сильным сигналом слышны, но очень слабо. Действительно очень хорошее подавление боковой полосы.
  
• 50 дБ: Слышны очень слабые сигналы. Отличное подавление боковой полосы.
  

Вывод состоит в том, что подавление боковой полосы должно быть лучше 20 дБ, но желательно от 30 до 40 дБ. И у приемника действительно есть подавление 40 дБ, у первой версии было 37 дБ через несколько лет после настройки.

---

Используемый здесь фазовый метод подавления боковой полосы

Здесь используется фазовый метод.
большая диаграмма

Фазовый метод приемника 80-метрового диапазона
Радиочастотный сигнал разделяется на два сигнала, которые сдвинуты по фазе на 90 градусов (один плюс 45 и один минус 45 градусов). Оба микшируются на звуковые частоты. Два аудиосигнала снова сдвинуты по фазе на 90 градусов (снова один плюс 45 и один минус 45 градусов). Когда мы складываем два сигнала, одна боковая полоса находится в фазе и добавляется, а сигналы другой боковой полосы сдвинуты по фазе на 180 градусов и вычитаются.
Схемы ВЧ фазового сдвига представляют собой простые RC-комбинации, триммеры настроены на максимальное подавление на частоте 3550 кГц. Недостаток такой простой схемы с фазовым сдвигом заключается в том, что подавление боковой полосы мало зависит от частоты.
Для низкочастотной фазовращательной схемы я использовал не более распространенную, но сложную многофазную схему, а более простую версию с операционными усилителями.
Оба микшера представляют собой КМОП-переключатели. Одна микросхема 74HC4066 содержит даже четыре КМОП-переключателя, из которых здесь используются только два! Итак, очень простое и дешевое решение для миксера!

---

СХЕМА ПРИЕМНИКА ПРЯМОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ С ПОДАВЛЕНИЕМ БОКОВЫХ ПОЛОС

Принципиальная схема приемника
Большая схема

Ресивер в деталях

Преселектор, ВЧ предусилитель и ВЧ фазовращатели
На входе вы найдете очень полезный ВЧ-аттенюатор. Это основной регулятор громкости. Преселектор представляет собой полосовой фильтр, настроенный на 3550 кГц. Предварительный усилитель ВЧ имеет некоторое усиление, высокое входное сопротивление для полосового фильтра и низкое выходное сопротивление для фазовращающих цепей. После этого предварительного усилителя у нас есть ВЧ фазовые фильтры. Это простые RC-цепи, обе настроены с помощью подстроечных резисторов на фазовый сдвиг примерно 45 градусов. Они также компенсируют разницу амплитуд. Для оптимальных настроек фазы и амплитуды возможно, что одна сеть будет плюс 55 градусов, другая минус 35 градусов, пока разница составляет 90 градусов. Отрегулируйте его на слух, попробуйте разные настройки триммера, настраивая другой на 3550 кГц, слушая сигнал на подавленной боковой полосе.
Обычно фазовый сдвиг выполняется не в тракте радиочастотного сигнала, а в VFO. В этом случае VFO работает на частоте, в 4 раза превышающей частоту приема. Фазовый сдвиг на 90 градусов достигается с помощью делителей. Преимущество фазового сдвига в радиочастотной части по сравнению с схемой VFO заключается в том, что VFO может работать на частоте приема, в 4 раза более низкой, а сеть радиочастотного фазового сдвига также может использоваться для коррекции неточностей амплитуды.

Микшеры, предусилители НЧ и фазовращатели НЧ
Сигналы, сдвинутые по фазе на плюс и минус 45 градусов, смешиваются с НЧ-частотами двумя микшерами. Эти микшеры представляют собой КМОП-переключатели 74HC4066, очень дешевые и с хорошей производительностью. Отрегулируйте потенциометр 5k для минимального обнаружения звука сильных радиовещательных станций.
Чтобы получить подавление боковой полосы, нам также нужны сети фазового сдвига в части НЧ. Сдвиги должны составлять 45 градусов по всему НЧ-спектру, который мы хотим получить. Сети в этом ресивере делают свою работу с приемлемой точностью от 150 Гц до 5 кГц. Однако для этого трансивера CW важны только частоты от 400 до 1000 Гц. Я использовал компоненты с точностью 5 процентов с хорошими результатами. Сети с фазовым сдвигом представляют собой схему с двумя операционными усилителями и несколькими резисторами и конденсаторами вместо более качественных, но более сложных многофазных сетей.

Фильтр CW и аудиосхемы
Оба сигнала от фазосдвигающих сетей НЧ складываются через резисторы 5к6 Ом. Здесь происходит суммирование и вычитание полезных и нежелательных боковых полос. Компоненты полезной боковой полосы находятся в фазе в этой точке и добавляются, нежелательная боковая полоса сдвинута по фазе на 180 градусов и вычитается.
Аудио фильтр CW имеет полосу пропускания, широкий фильтр и узкий фильтр. Широкий фильтр более приятен и менее утомителен при длительном прослушивании, узкий фильтр очень хорош, когда есть помехи или для цифрового режима, такого как Feld Hell.
Регулировка громкости НЧ осуществляется переключателем, так как потенциометру не нашлось места. Переключатель понижает коэффициент усиления следующего усилителя НЧ LM358. Преимущество в том, что снижается не только звуковой сигнал, но и шум усилителя НЧ. Диоды ограничивают пики НЧ-сигнала до 0,7 В, чтобы предотвратить перегрузку переключателя звука BF256A. Возьмите тип =A= для BF256, так как он имеет самое низкое напряжение отсечки.
LM386 — последний усилитель НЧ с достаточной выходной мощностью для громкоговорителя.

Модификации для приема SSB
Модификации простые:
1. Два конденсатора по 0,1 мкФ после резисторов 470 Ом на выходе смесителей IC1a и IC1b заменить на 33 нФ.
2. После соединения резисторов 5к6 Ом на выходе фазовращателей НЧ, НЧ часть заменяется описанной на странице КВ приемника. Проверьте правильность подключения полярности elco с помощью вольтметра. Если усиление НЧ слишком велико, увеличьте оба резистора 5k6 и все!
Для приема SSB автоматическая регулировка громкости, применяемая в НЧ-цепи коротковолнового приемника, является очень приятной функцией.

---

ПРИНЦИПАЛЬНАЯ СХЕМА ГПД (ЧАСТЬ ПРИЕМНИКА)

Принципиальная схема ГПД
Большая схема

ГПД и РИТ

ВФО
Я только что упомянул, что преимуществом является то, что частота VFO совпадает с частотой приема? Действительно, но поскольку этот ГПД также используется для передатчика, он не должен колебаться на рабочей частоте. Это вызовет нестабильность частоты во время передачи. Именно поэтому частота ГПД вдвое больше рабочей частоты: 7000 — 7200 кГц и делится на два. Это надо экранизировать!
Также имеется цепь температурной компенсации с NTC. Он регулируется потенциометром 10k при настройке на центральную частоту. Я сделал это, измерив частоту вечером, когда комнатная температура была 21 C, и утром при 15 C. Дрейф частоты был улучшен в 3 раза с помощью этой схемы.

РИТ
RIT активируется переключателем CMOS микросхемы 74HC4066, которая также содержит два переключателя для микшеров. Переключатель RIT on/off позволяет определить нулевое положение потенциометра RIT. В нулевом положении не должно быть изменения частоты при включении и выключении РИТ. Я также сделал вход для внешнего управляющего сигнала (например, сдвиг частоты для телекса или стабилизации частоты), но я никогда не использовал его.

---

ПРИНЦИПАЛЬНАЯ СХЕМА ПЕРЕДАТЧИКА

Схема преобразователя
большая схема

Описание передатчика

1-я ступень привода
С помощью потенциометра 1k выходная мощность регулируется в диапазоне от 0 до 10 Вт. После этого потенциометра сигнал усиливается транзистором BC547. Выходная цепь (катушка 10 мкГн и конденсаторы) имеет резонанс на частоте 3550 кГц. Отрегулируйте конденсатор 242 пФ для резонанса на этой частоте (максимальная выходная мощность). Это не критично, у него широкий козырек. Этот драйвер переключается ключом Морзе через транзистор BC557. Диод и конденсатор емкостью 1 мкФ добавлены для правильной формы сигнала CW.

2-я ступень привода
Второй драйвер — транзистор 2N3553. Резистор 1к гасит возможные колебания. Эмиттерные резисторы 2×10 Ом являются своего рода ограничителем для предотвращения перегрузки каскада.

Конечный ВЧ-усилитель
Конечно не стоит использовать такой дорогой УКВ транзистор а например 2SC1969. У меня был неиспользованный транзистор MRF238 в мусорном ящике.
2x 12 Ом в основании создают низкий входной импеданс, что важно для хорошей стабильности. Конденсатор емкостью 1 нФ имеет низкий импеданс для более высоких частот, он предотвращает ВЧ и УКВ колебания. И, наконец, 2 резистора по 100 Ом с 2 конденсаторами по 0,1 мкФ представляют собой цепь отрицательной обратной связи, предотвращающую колебания на частотах ниже 1 МГц.
Благодаря 6-элементному антенному фильтру подавление 2-й гармоники составляет 53 дБ, высших гармоник – более 60 дБ.

Антенный переключатель
Подстроечный резистор 90 пФ настроен на резонанс на частоте 3550 кГц при индуктивности 33 мкГн. Обе пары встречно-параллельных диодов ограничивают радиочастотный сигнал от передатчика к приемнику. Первая пара диодов подключена к точке с очень высоким импедансом, поэтому ток через диоды в этой точке мал. Резистор на 12 Ом является своеобразным предохранителем. Курение, если что-то пойдет не так. Вторая пара диодов не обязательна. Это просто дополнительная защита, если что-то еще в цепи выйдет из строя.

Простой частотомер
Простой частотомер описан где-то еще на этом сайте. Шесть светодиодов используются для отображения частоты. Один зеленый светодиод на Q7 — это внутриполосный светодиод (частота между 3500 и 3600 кГц).
Добавьте значение светодиодов, и вы знаете частоту. Например: светодиоды 3 кГц, 6 кГц и 50 кГц горят для 3559 кГц. Если вы настроитесь немного выше по частоте, начнет гореть светодиод 1,5 кГц, и вы окажетесь на частоте 3560,5 кГц, чуть выше частоты вызова QRP. Поверните немного назад, и вы точно на 3560 кГц. Очень простая схема и абсолютно не сложно считать частоту.

---

Примечания
Построен уродливым методом (метод мертвых ошибок). Детали припаяны с одной стороны двустороннего непротравленного принта.
VFO должен быть помещен в экранированный корпус. Частотомер также экранирован проволочной сеткой. Преимущество в том, что через отверстия в проволочной сетке можно внести некоторые модификации или корректировки.
Индуктивности представляют собой коммерчески доступные типы, похожие на большие резисторы. Lx — это проводные 6-дырочные жилы.
Используйте не тип 74HCT, а тип 74HC для микросхем!
Я сделал отдельные передатчик и приемник, оба в своем собственном корпусе. Они соединяются штекерами и кабелями. Радиочастотный сигнал от VFO к передатчику идет по коаксиальному кабелю с разъемами BNC. Другая проводка — с экранированным аудиокабелем.

Производительность
Чувствительность: -120 дБм (0,2 мкВ) сигналы читаемы
Динамический диапазон AM: от 85 до 90 дБ (хорошо)

Подавление боковой полосы:
3500 кГц: 42 дБ
3550 кГц: 45 дБ
3600 кГц: 41 дБ
Примечание: через несколько лет после корректировки первая версия имела подавление более 37 дБ.

Мощность передачи: макс. 15 Вт при 14 В
Подавление гармоник: лучше 50 дБ

Как уже было сказано, мне нравится этот ресивер, подавление боковой полосы хорошее, и мне действительно не нужен коммерческий супергетеродинный трансивер.

---

ФОТОГРАФИИ

Приемник прямого преобразования с подавлением боковой полосы.

ГПД приемника прямого преобразования в экранированном корпусе!

Передатчик

Очень простой, но эффективный частотомер с 7 светодиодами, всего 3 микросхемами и собственным стабилизатором на 5 вольт.